CC BY
7
ев А. В., В аз и н А. Н., К о ч е т к о в А. Г. — Там же, 1972, №2, с. 24—27. — В а з и н А. Н., П л о х о в а Е. И. — «Фармакол. и токсикол.», 1969, № 2, с. 220— 222. — 3 а е в а Г. Н. — «Гиг. труда», 1976, № 4, с. 46—48. —Тверская М. Я.— »Гиг. и сан.», 1975, №8, с. 26—28. — Т в е р с к а я М. Я., СафрисЕ. С., Ката е в а С. Е. — Там же, 1975, № 11, с. 28—32. — Ш а б а д Л. М., Ге н и н В. А., Турусов В. С. — «Новости мед. и мед. техники» (Экспресс-информация), 1975, №33, с. 1—28. — В а с h n е г U., Etzel F., Lange С. Е. — «Dtsch. med. Wschr.», 1974, Bd 99, S. 2409—2410. — В a 1 e m a n A. W. M. — «Veiligheid», 1974, N10, p. 417—419. — V a n E s с h C. J., v a n L о g t e n M. J. — «Toxicology», 1975, v. 4, p. 1—4. — H e a t h C. W., FalkH., С г e e с h J. L. — «Ann. N. Y. Acad. Sci.», 1975, v. 246, p. 231—236. — Ко 1 k J. J. — «Т. Voor Soc.» Geneesko, 1975, v. 53, N 5. p. 142—149. — L a г о с h D. P. R. Des Cancers Par Chlorure De Vinyl. Paris, 1975. —Monson R. R., Peters J. M., Johnson M. N. — «Lancet», 1974, v. 2, p. 397—398. — Nicholson W. J., Hammond E. C., SeidmanH. et a. — «Ann. N. Y. Acad. Sci.», 1975, v. 246, p. 225—230. — R e i n F. R., H u t h F. — «Int. Arch. Arbeitsmed. — int. Arch. Occup. Hlth», 1975, Bd 34, S. 237—246. — TakeuchiY., MabuchiC. H. — «Jap. J. Industr. Hlth.», 1973, v. 15, p. 385— 394. — Thiess A.M., Versen P. — «Arbeitsmed. — Sozialmed.», 1974, Bd 9, S. 146—148. — Th iess A. M., F r e n t z e 1 - В e у m e R. — Ibid., 1975, Bd 10, S. 430-432.
Поступила 10/VI 1976 r.
Дискуссии и отклики читателей
УДК 614-72:613.155.3-037
Проф. М. Г. Шандала, канд. мед. наук В. М. Пазынич, канд. техн. наук
А. В. Под лозный
К ВОПРОСУ О ПРОГНОЗИРОВАНИИ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ОСНОВЕ КРАТКОСРОЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева, Киев; Медицинский институт, Днепропетровск
В области санитарной охраны атмосферного воздуха проводятся интенсивные поиски методов по ускоренному обоснованию предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ; намечены основные пути решения этой задачи (Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигин; Г. И. Сидоренко). Наиболее перспективными считаются экспрессные методы на основе краткосрочных токсикологических экспериментов продолжительностью до 3—4 нед, которые вносят определенную биологическую поправку в расчеты по прогнозированию ПДК (И. В. Саноцкий, 1969). Использование экспрессных методов для расчета пороговых и среднесуточных ПДК вредных веществ рассмотрено в работах М. А. Пинигина (1972, 1974) и Г. А. Степанского, которые в основу расчетов предложили брать зависимость «концентрация — время». Однако определение этой зависимости по физиологическим и особенно по биохимическим тестам в течение 3—4-недельного эксперимента — задача сложная, поскольку производится фиксация только одинаковых по величине отклонений от контрольных показателей функционального со-" стояния организма животных. Чтобы обнаружить появление одинаковых изменений функций организма, нужно как можно чаще измерять их параметры, однако по отношению к большинству тестов это невозможно. Сложность задачи усугубляется необходимостью изучения действия 4—5 концентраций исследуемого вещества на 5—6 группах животных, включая контрольную. Поэтому введение каждого очередного теста сопряжено со значительным увеличением объема работ. К этому необходимо добавить определенную
Таблица 1
Определяющие параметры и их размерности
Определяющий параметр Наименование определяющего параметра Об означение Размерность
?и Вес организма О К
Ь12 Вес вредного вещества, поступившего из атмосферы в орга- К К
низм
?Э1 Концентрация вредного вещества в атмосфере <5 к/ь3
1 Время 1 т
Примечание. Ь — символ единицы длины; К — символ единицы силы; Т — символ единицы времени (Л. Н. Седов, 1967).
сложность экстраполяции полученных данных в краткосрочном эксперименте на более длительный период жизни подопытных животных и особенно человека.
Более полная информация о влиянии токсичности веществ на организм может быть получена на основании анализа величин 3 параметров: концентрации, времени действия и величины биологического эффекта (Н. А. Толоконцев; М. А. Пинигин, 1972; Г. И. Сидоренко). При этом концентрация вещества и величина биологического эффекта могут быть переменны во времени и отпадает необходимость частых определений биологических тестов, что позволяет применить большее их число.
Исходя из изложенного, мы попытались разработать методику прогнозирования пороговых концентраций и ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе на основе физиологических и биохимических данных, полученных в кратковременном эксперименте на животных. Методика должна помочь определить ПДК с заданной надежностью, не вызывающей в течение всей жизни отклонений параметров функционального состояния организма от нормы и, кроме того, экстраполировать полученные в эксперименте данные на организм человека с учетом различной видовой чувствительности человека и лабораторных животных.
Предполагается, что функционирование отдельных систем организма II], отражающих его состояние, параметры организма £и, параметры внешней среды и концентрация вредного вещества в воздухе £3, связаны между собой определенными соотношениями, а статистически не значимое с заданной надежностью отклонение параметров функционального состояния от физиологической нормы обеспечивает физиологически нормальную продолжительность жизни организма с той же надежностью.
Организм рассматривается как система, в которой исследователю доступны лишь входные и выходные величины, а внутренняя структура и процессы, происходящие в ней, в полной мере не известны. Проведя активные эксперименты над системой, можно настолько изучить ее свойства, что предсказывать изменение ее выходных параметров при заданном изменении входных. Проведение активных экспериментов над человеком в нужном объеме не представляется возможным, поэтому для определения необходимых зависимостей для организма человека используются в качестве модели организмы животных.
Данные о величинах, определяющих отклонение параметров функционального состояния организма от физиологической нормы, представлены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, параметры й, /?, ф, /— величины механические, имеющие 3 независимых размерности К, Ь, Т. Если некоторые из величин X], определяющие отклонение параметров функционального состояния от физиологической нормы, имеют также механический смысл, то для них,
согласно теории размерностей и подобия (Л. И. Седов, 1967), справедливо следующее соотношение:
(1)
(П \ ^
-О*) — функция безразмерного параметра являющегося критерием
подобия, которая определяется теоретически или на основании опытных данных; Ул» У;г> У)з< Уц—постоянные, определяемые из условия без-
размерности величины —г—.,—^—.
Из изложенного выше следует, что для нахождения ПДК вредного вещества в атмосфере нужно определить функции (1) и их статистические характеристики. Для решения этой задачи вводятся следующие гипотезы. 1. Количество вредного вещества, поглощаемого организмом из атмосферы в единицу времени, пропорционально концентрации вещества в атмосфере и весу организма. 2. Количество вредного вещества, выведенного из организма в единицу времени, пропорционально количеству вредного вещества в организме. 3. Изменение во времени относительного отклонения параметров функционирования отдельных систем организма от физиологической нормы (¿) при действии определенного вредного вещества проявляет одну и ту же закономерность и ее характер не зависит от параметров внешней среды, что следует из анализа ряда экспериментальных данных.
Согласно данным табл. 1, соотношению (1) и третьей гипотезе, наиболее
полную априорную информацию о функциях 0 можно полу-
чить, если анализировать параметры Vа соответственно и параметры Х}, имеющие размерность, зависящую от Ь, К, Т. Такими параметрами, в частности, являются показатель каталазы, активность пероксидазы, количество поглощаемого организмом кислорода на единицу его веса за единицу времени, характеризующее интегрально окислительно-восстановительные
процессы в организме и ряд других. Эти параметры имеют размерность Тогда, используя соотношение (1), получим:
Х.--Г1®-. т
р
где /? = "о--количество вредного вещества в организме, находящееся в
нем на единицу веса.
На основании введенных гипотез 1—3 и соотношения (2) относительное отклонение параметров функционирования отдельных систем организма от физиологической нормы определяется следующей формулой:
(3)
где Ь), У], X) — величины постоянные, определяемые экспериментально на основании опытных данных и характеризующие влияние конкретного вещества на функционирование отдельных систем организма, кроме того, X) определяет выведение вредного вещества из организма; а) — является функцией 2 аргументов, т. е. = а¡(С}, /¿); —начальный момент времени.
На рисунке представлена зависимость а} от параметров
Зависимость а/ от при различных значениях г]. О^уа^— 2, Д2;=0,2.
Как видно из рисунка, функция а; имеет два экстремума, положение которых на оси / (безразмерное время) зависит от параметра С). Аналогичные экстремумы функции а} получены на основании работ Вессап (ИазЬеузку). Чтобы найти на рисунке величину максимального отклонения параметра (а,) физиологического состояния организма от нормы, необходимо определить по значению С} ту или иную кривую, а по ней выйти на экстремальные значения а,. При С] —1 будет увеличиваться количественное значение функции \ организма, например увеличатся активность фермента, содержание в крови форменных элементов и т. п. При значении С/ <—1 первая ответная реакция организма будет также положительной, потому что функция а-) ^ в окрестности /=/„ всегда положительна. В зависимости от концентрации вредного вещества в воздухе этот положительный эффект действия, отражающий защитную реакцию организма, будет иметь ту или иную величину экстремума а} тах, который через определенное время (на оси пересечет значение нормы и перейдет в положение экстремума аут1а, отражая угнетение физиологической функции. Построение зависимости а} от С} н t по результатам эксперимента дает возможность получить полную картину влияния определенных концентраций вещества во времени на организм с учетом развития адаптационных реакций, временной компенсации и декомпенсации патологических процессов. Функция а} (С}, /) используется для определения пороговых концентраций и ПДК вредных веществ в воздухе, поскольку она позволяет обнаружить изменения в состоянии организма, выходящие за пределы приспособительных физиологических реакций сразу или в отдаленные сроки жизни (И. В. Са-ноцкий).
В соответствии с изложенным выше под пороговой можно понимать такую концентрацию [(} ]£ вредного вещества в атмосфере, при которой относительное отклонение параметров функционирования от нормы всех исследуемых систем организма с заданной надежностью Р не превосходит заданного числа ¡л. Под ПДК вредного вещества в атмосфере [<21£ будем понимать такую концентрацию, которая с заданной вероятностью (надежностью) не вызывает отклонений параметров функционирования от физиологической нормы всех исследуемых систем организма. ПДК является частным случаем пороговой концентрации при ц, = 0.
Анализ соотношения (М. А. Пинигин, 1974) результатов расчетов, представленных на рис. 1, и результатов обработки экспериментальных данных позволили получить формулы для определения пороговых концентраций:
[<N£=•0.69
0,183|
оУ,
/д*
— I
./р + ц \ при —1,6<Су<0
(4)
Mtf-
0,36
у2,
4,444
bflj sgn (6/fy)
0.5
0.6
— yj- при CjSzQ, Cy«S —1,6,
(5)
где tP — критерий Стьюдеита, величина которого зависит от числа степеней
т
свободы У^п, — 3 и вероятности Р того, что выборочное среднее мак-
1
симального по абсолютной величине значения Yj равно |д, (Hudson), па — количество измерений в группе S животных, т — количество групп животных, над которыми проведен эксперимент, a2Y/ — остаточная дисперсия параметра Yj при определении постоянных величин bj, у}, т¡.
Расчеты проводятся по формуле (4). Найденную величину Q умножают на у и определяют С}. Если—1,6<С^<0, расчет [Q]£ окончен. Если Cj не укладывается в указанный интервал значений, расчет [Q проводят по формуле (5).
Ввиду того что при исследовании различных систем организма могут получиться различные значения пороговой концентрации вредного вещества, параметру [Q]£ приписывается индекс /. В соответствии с определением пороговая концентрация исследуемого вредного вещества будет определяться минимальным значением из всех [Q./]£ (/' = 1, 2, 3, ... п), т. е.:
Rlg-mlnlQilg, / = 1, 2, 3.....п, (6)
а ПДК — соответственно минимальным значением из всех [Qylg.
Если известна относительная чувствительность (Kj) человека и экспериментальных животных к нормируемому химическому веществу, пороговая концентрация его для системы j человека, как следует из соотношений (3— 5), будет определяться формулами (4) и (5) при замене в них параметра Ь} на параметр bfa. Пороговая [Q]£ и предельно допустимые концентрации [Q]£ для организма человека будут определяться формулой (6).
С целью проверки разработанной на основе краткосрочных экспериментов методики прогнозирования ПДК была проведена круглосуточная 3-недельная затравка животных аэрозолями пятиокиси ванадия, для которой среднесуточная ПДК в атмосферном воздухе установлена в условиях длительной затравки белых крыс (В. М. Пазынич). Затравке подвергались 3 опытные группы белых крыс; одна группа была контрольной. Концентрацию V206 в камерах установили на разном уровне — от десятых до целых долей миллиграмма в 1 м3 воздуха. Результаты проведенных исследований обработаны на ЭВМ (табл. 2).
Как видно из табл. 2, среднесуточная ПДК [Q]^5F2Os составляет 0,003 мг/м3 воздуха при Р = 95%, а при Р = 96% она точно соответствует экспериментально установленной величине — 0,002 мг/м3. При превышении реальных концентрация V2O0 над ПДК можно найти величину отклонений в функциональном состоянии организма [Ql£.
Таблица 2
ПДК и пороговые концентрации У206 (в мг/м3) в зависимости от надежности (Р) и % отклонения от нормы р.
1* Р
0.70 0.80 0.90 0.95
0 0,018 0,012 0,006 0,003
0,01 0,036 0,029 0,022 0,019
0,05 0,128 0,017 0,107 0,102
0,10 0,330 0,309 0,289 0,279
0,20 0,981 0,976 0,972 0,971
Например, при концентрации Уг06 0,971 мг/м3 отклонение от нормы наиболее чувствительной системы организма составит 20%, т. е. [0,971 ] при Р = 95%.
Выводы
1. Разработана методика прогнозирования пороговых и предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений; отмечено совпадение полученных результатов с экспериментально обоснованной ПДК
2. Методика позволяет прогнозировать уровень функциональных отклонений от физиологической нормы в организме при превышении реальных концентраций атмосферных загрязнений над ПДК.
ЛИТЕРАТУРА. Пазынич В. М. — «Гиг. и сан.», 1966, № 7, с. 8— 12. — П и н и г и н М. А. — «Вести. АМН СССР>, 1972, № 1, с. 82—86. —Он же.— В кн.: Фармакология. Химиотерапевтические средства. Токсикология. Проблемы токсикологии. Т. 6. М., 1974, с. 83—132. —Саноцкий И. В. — «Гиг. труда», 1969, № 7, с. 4—7. —Он же. — В кн.: Научные основы современных методов гигиенического нормирования химических веществ в окружающей среде. М., 1971, с. 5—11.— С е д о в Л. И. Методы подобия и размерности в механике. М., 1967. — Сидоренко Г. И., П и н и г и н М. А. — «Гиг. и сан.», 1972, №3, с. 93—95. — С и д о-р е и к о Г. И. — Там же, 1975, № 12, с. 3—9. —Степанский Г. А. — В кн.: Фармакология. Химиотерапевтические средства. Токсикология. Проблемы токсикологии. Т. 5. М., 1973, с. 5—41. — Т о л о к о н ц е в Н. А. — В кн.: Общие вопросы промышленной токсикологии. М., 1967, с. 96—100. — Решевский Н. ^Некоторые медицинские аспекты математической биологии. М., 1966.
Поступила 5/1V 1976 г.
УДК 613:378.661
Г. В. Колчина, В. И. Акулинин (Ворошиловград)
ПО ПОВОДУ СТАТЬИ Г. И. РУМЯНЦЕВА, Е. П. ВИШНЕВСКОЙ, Т. А. КОЗЛОВОЙ «ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТА НОВОЙ ПРОГРАММЫ ПО ГИГИЕНЕ ДЛЯ ЛЕЧЕБНЫХ ФАКУЛЬТЕТОВ»1
Авторы новой программы пересмотрели существующее представление о целесообразности преподавания ряда разделов гигиены, являющихся компетенцией санитарных врачей, и поставили вопрос о необходимости выделения «глобальных» проблем, относящихся к человеку и окружающей его среде, таких, как вопросы краевой патологии, представление о нормировании факторов внешней среды как основе профилактики и др. В связи с этим они предложили изменить и название некоторых разделов программы, которые будут конкретизировать изучаемый вопрос применительно к действиям врача лечебного профиля.
В первой части программы предложено излагать современные, наиболее важные гигиенические проблемы и давать студентам представление о месте гигиены в системе наук, ее исключительной важности, определяющей профилактическую направленность советской медицины. Несомненно, что материалы этого раздела расширят кругозор студента и позволят ему в дальнейшем не только лечить больного медикаментозными средствами, но и давать рекомендации по оздоровлению условий труда и быта.
Во втором разделе программы «Профилактика как основа лечебной медицины» излагаются основные задачи по профилактике различных заболеваний, связанных с производством, учебой в школе, нерациональным питанием и т. д. Важными вопросами этого раздела являются организация больничного питания и гигиена лечебных учреждений с организацией труда врачей разного профиля. Большое внимание отводится работе педиатра-гигиениста в борьбе за здоровье и лучшие показатели физического развития детей.
1 Гигиена и санитария, 1976, № 1, с. 38.
